Ултразвук за подобрено размразяване и белене на скариди

Традиционното зреене на скариди в саламура може да отслаби връзката между черупката и месото, но изисква продължително накисване и внимателен контрол на солта, за да се избегнат избледняване на цвета, загуба на сладост и влошаване на текстурата. Последните постижения показват, че мощният ултразвук може да замени или подобри зреенето, като ускорява както размразяването, така и отделянето на черупката, като същевременно запазва качеството на скаридите. Научете как ултразвуковата обработка подобрява ефективността на преработката и качеството на крайния продукт от замразени скариди въз основа на научно обосновани данни.

Белене на скариди и свързаните с него предизвикателства

Беленето на скариди е един от най-големите фактори за разходите при преработката на ракообразни. Студеноводните видове като Pandalus borealis имат много здрава връзка между мускулатурата и черупката, което прави механичното белене на прясно уловени скариди изключително трудно. За да решат този проблем, преработвателите традиционно използват накисване в саламура или зреене в лед в продължение на до 1–3 дни, което позволява на ендогенните ензими и дифузията на солта да отслабят тази връзка. Въпреки това:

• продължителното накисване крие риск от загуба на червения/жълтия цвят,
• прекомерното поглъщане на сол променя вкуса и намалява сладостта,
• удълженото време увеличава микробиологичния риск, а
• кристализацията на леда при замразяване може да увреди тъканите при недостатъчна концентрация на сол.

Съвременна алтернатива е ултразвуковата обработка, която действа чрез физични механизми (кавитация, микроструи, сили на срязване), а не чрез химични, като осигурява едновременно бързо размразяване и ускорено отделяне на черупката с минимално влошаване на продукта.

 

Открийте новаторския потенциал на интензивния ултразвук, разпространяващ се във въздуха, със стъпаловидния пластинчат резонатор на Hielscher. Тази иновативна технология използва мощни ултразвукови вълни за прецизни безконтактни приложения като сушене, обезпенване, размразяване и прецизно почистване. Компактен, универсален и здрав, резонаторът има усъвършенствана стъпаловидна геометрия, която усилва и фокусира звуковите вълни за предаване на голямо количество енергия, което го прави идеален за деликатни и сложни промишлени процеси. Независимо дали работите в производството, авиационната и космическата промишленост, преработката на храни, фармацевтиката или изследването на материали, тази технология открива нови възможности за ефективност и иновации.

 

Как ултразвукът подобрява размразяването на скариди

Бърз топлообмен чрез кавитация

Ултразвукът създава микроскопични мехурчета в течността около скаридите. Тези мехурчета се разширяват и бурно колабират – явление, наречено акустична кавитация.
Според Li et al. (2024):
Ултразвукът намалява времето за размразяване от 87 min (размразяване на въздух) и 66 min (размразяване в течаща вода) до 48 min, което представлява ускоряване с 48,9%.

 

 

Това се случва, защото колабиращите кавитационни мехурчета:

• генерират ударни вълни и микроструи,
• изтъняват топлинния граничен слой около храната
• и ускоряват топенето на вътрешните ледени кристали.

Защита срещу окисляване на липиди/протеини

Li et al. (2024) показват, че комбинирането на ултразвук със слабо алкална електролизирана вода (SBEW) предотвратява:

• MDA (маркер за липидно окисляване) спада до 0,62 nmol/mg при ултразвук + SBEW спрямо 0,83 nmol/mg при скариди, размразени на въздух.
• Съдържанието на карбонилни групи (окисляване на протеини) е най-ниско при скариди, обработени със SBEW с помощта на ултразвук (1,63 nmol/mg спрямо 3,21 nmol/mg при размразяване на въздух).

Запазване на мускулната структура и задържането на вода

Ултразвуковото размразяване (UST):

• запазва целостта на мускулните влакна, като пробите, обработени със SBEW с помощта на ултразвук, показват плътно подредени влакна, подобни на тези при пресните скариди.
• води до най-ниски загуби при размразяване (4,06%) и най-ниски загуби при готвене в сравнение с всички други методи.

 

 

Подобрено белене на скариди с ултразвук

1. Кавитацията отслабва физически връзката на границата между черупката и мускулатурата

   Dang et al. (2018) установяват, че мощният ултразвук при 24 kHz създава:

   • спираловидни вдлъбнатини по повърхността на черупката,
   • ерозия на епикутикулния слой,
   • повишена порьозност,
   • микроканали, простиращи се към мембранния слой.

   Тези структурни промени значително подобряват отделянето на черупката.
   Изображенията от сканираща електронна микроскопия (SEM) на страница 37 ясно показват вдлъбнатини при скариди, обработени с US и US+ензим, докато суровите проби и пробите, обработени само с ензим, остават гладки.

 

2. Ултразвукът намалява работата за белене и увеличава добива

   Когато се използва преди или по време на ензимното зреене:

   • Работата за белене намалява от 7,8 mJ/g (сурови скариди) до 3,9 mJ/g, което е намаление с 50%.
   • Добивът на месо се увеличава (до ~90% в зависимост от условията).
   • Делът на напълно обелените скариди се увеличава значително.



   Самостоятелното използване на ултразвук вече подобрява възможността за белене; комбинацията ултразвук + ензим е още по-ефективна.

 

3. Подобрена дифузия на ензимите чрез микроканали, създадени с ултразвук

   Предложеният механизъм води до следното:

   1. Кавитационните вдлъбнатини образуват „входни точки“ в черупката.
   2. Тези вдлъбнатини се свързват с по-дълбоки микроканали.
   3. Ензимите – независимо дали са ендогенни или добавени – проникват по-бързо и хидролизират връзката между мускулатурата и черупката.

   Това позволява:

   • по-кратко зреене (часове вместо 1–3 дни),
   • по-малък риск от избледняване на цвета или загуба на сладост,
   • по-ниска необходимост от сол в сравнение с накисването в саламура.

 

4. Минимално въздействие върху цвета и текстурата

   За разлика от продължителното накисване в солен разтвор, ултразвуковите обработки:

   • не променят цветовите параметри L*, a*, b* в сравнение със суровите скариди,
   • не увреждат текстурата (твърдостта, възстановяването след деформация и дъвчаемостта остават съпоставими).

   Това прави ултразвука много по-безопасен от прекомерното зреене в саламура, за което е известно, че притъпява цвета и намалява сладостта.

Ултразвукова обработка в сравнение с накисване в саламура

Ултразвукът осигурява по-контролиран, по-бърз и по-чист механизъм от дифузията на солта.

Параметър	Традиционно зреене в саламура	Методи, основани на ултразвук
Време	12–48h	3–4h (US + ензим)
Използване на сол	Високо	Ниско или никакво
Риск от прекомерно накисване	Висок	Много нисък
Работа за белене	Умерена	Намалена с до 50%
Запазване на цвета	Често намалено	Поддържано
Сладост	Може да намалее	Поддържана
Текстура	загуба на пружинираща еластичност	Запазена
Микробиологичен риск	По-висок (продължително време на процеса)	По-нисък (кратък процес)